解锁软件设计的奥秘：《软件设计的哲学》深度解读

解锁软件设计的奥秘：《软件设计的哲学》深度解读

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/arong_xu/article/details/145601510

《软件设计的哲学》一书由John Ousterhout撰写，深入探讨了软件设计中的复杂性问题，并提出了一系列设计原则和实践指导，旨在帮助开发者减少软件复杂性，提高代码的可维护性和可扩展性。

这本书的作者John Ousterhout是业界知名专家，拥有丰富的编程经验，参与过众多大型项目，如创建Tcl脚本语言，在分布式操作系统和存储系统领域也取得了显著成就。正是这些宝贵的经验，让他在书中分享的见解深刻又实用。

书籍要点

1. 复杂性的定义与表现

书中开篇就点明，复杂性是软件设计的头号难题。它就像软件里的"暗物质"，看不见摸不着，却处处影响着软件开发的效率和质量。

• 复杂性的定义：只要是跟软件系统结构相关，让系统难以理解和修改的东西，都是复杂性的表现。
• 复杂性的表现：
• 变更放大：简单的修改需要多处代码改动
• 认知负荷：开发者需要掌握大量信息才能完成任务
• 未知的未知：不清楚哪些代码需要修改或需要哪些信息
• 复杂性的原因：复杂性主要由依赖关系和模糊性引起。依赖关系是指代码之间的相互依赖，模糊性是指重要信息不明确或难以理解。

2. 战略编程 VS 战术编程

• 战术编程：以快速完成任务为目标，通常会导致代码质量下降，复杂性逐渐积累。战术编程只盯着眼前功能实现，不管以后的事，这样会让系统越来越复杂。
• 战略编程：注重长期代码质量，通过投资时间来改进设计，减少复杂性。战略编程的核心思想是“代码只是能运行还不够”，开发者应优先考虑系统的长期结构，而不是仅仅完成当前任务。

作者建议我们在开发过程中，要不断地做小投资来优化设计，比如花 10% - 20%的开发时间来思考设计问题，这样既能保证项目进度，又能提升软件质量。

3. 模块设计

• 模块化设计：将系统分解为相对独立的模块，每个模块有明确的接口和实现。模块的接口应尽可能简单，隐藏复杂的实现细节。
• 深度模块：深度模块是指功能强大但接口简单的模块。深度模块通过隐藏复杂性，减少了系统的整体复杂性。
• 浅模块：浅模块是指接口复杂但功能有限的模块，通常会增加系统的复杂性。

对于一个模块来说：接口(Interface)越少越好；功能(Functionality)越多越好。

4. 信息隐藏与泄漏

• 信息隐藏：模块应隐藏其内部实现细节，只暴露必要的接口。信息隐藏可以减少依赖关系，简化接口。
• 信息泄漏：当设计决策在多个模块中反映时，会导致信息泄漏，增加系统的复杂性。应尽量避免信息泄漏，确保每个模块只负责特定的功能。

5. 通用模块 vs. 专用模块

• 通用模块：通用模块的接口应设计得足够通用，能够适应多种使用场景。通用模块通常比专用模块更简单，更易于维护。
• 专用模块：专用模块的接口通常与特定功能紧密耦合，容易导致信息泄漏和复杂性增加。

6. 不同层次的抽象

• 不同层次的抽象：系统中的每一层应提供不同的抽象，避免相邻层次的抽象过于相似。如果相邻层次的抽象相似，通常意味着模块分解存在问题。
• 传递方法：传递方法是指只调用其他方法而不做任何额外工作的方法，通常表明模块的职责划分不清晰。

7. 将复杂性向下推

• 将复杂性向下推：模块应尽可能处理内部的复杂性，而不是将复杂性暴露给使用者。模块的接口应尽可能简单，即使这意味着模块的实现会变得更复杂。

8. 代码的合并与分离

• 合并代码：如果多个模块共享信息或功能，通常应将它们合并为一个模块，以减少接口复杂性和信息泄漏。
• 分离代码：如果模块的功能过于复杂或职责不清晰，应考虑将其拆分为多个模块。

9. 消除错误

• 消除错误：通过重新定义 API 的语义，减少异常和错误处理的需求。例如，某些操作可以通过默认行为避免抛出异常。
• 异常屏蔽：在低层次模块中处理异常，避免将异常传播到高层次模块。
• 异常聚合：将多个异常处理逻辑合并为一个统一的处理机制，减少重复代码。

10.设计两次

• 设计两次：在设计模块或系统时，应考虑多个设计方案，并比较它们的优缺点。通过设计两次，开发者可以更好地理解问题，并选择最佳的设计方案。

11.注释的重要性

• 注释的作用：注释不仅仅是解释代码，它们还帮助隐藏复杂性，提供抽象。注释应描述代码中不明显的信息，而不是重复代码。
• 注释的层次：注释可以分为接口注释(描述模块的接口和行为)和实现注释(描述代码的内部实现)。接口注释应尽可能简洁，避免暴露实现细节。

实践指导

软件设计的核心目标是减少复杂性。通过遵循书中的设计原则，开发者可以创建更简单、更易维护的系统。复杂性是不可避免的，但通过良好的设计实践，可以有效地控制和管理复杂性。

• 避免浅模块：模块的接口应尽可能简单，隐藏复杂的实现细节。
• 信息隐藏：模块应隐藏其内部实现，减少依赖关系。
• 设计通用模块：模块的接口应设计得足够通用，能够适应多种使用场景。
• 将复杂性向下推：模块应尽可能处理内部的复杂性，而不是将复杂性暴露给使用者。
• 消除错误：通过重新定义 API 的语义，减少异常和错误处理的需求。
• 设计两次：在设计模块或系统时，应考虑多个设计方案，并比较它们的优缺点。